没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
关于投票悖论、策略投票以及公平的投票规则的研究
需积分: 26 2 下载量 119 浏览量
2020-01-25
11:44:02
上传
评论
收藏 285KB PDF 举报
温馨提示
试读
11页
关于投票悖论、策略投票以及公平的投票规则的研究,李家炜,,个体的偏好强度总被认为是基数的,因此阿罗社会福利函数体系中并不涉及偏好强度。然而本文的研究表明对个体偏好关系的集结必然涉
资源推荐
资源详情
资源评论
http://www.paper.edu.cn
关于投票悖论、策略投票以及公平的
投票规则的研究
李家炜
哈尔滨工业大学机器人研究所(150080)
email: lijiawei@hit.edu.cn
摘 要:个体的偏好强度总被认为是基数的,因此 Arrow 社会福利函数体系中并不涉及偏好
强度。然而本文的研究表明对个体偏好关系的集结必然涉及偏好强度问题,投票悖论产生的
原因就在于对偏好强度的不合理处理。具有合理的偏好强度的个体偏好集结函数将避免投票
悖论,并且满足除无关方案独立性条件外的其它 Arrow 公理性条件。对投票人的策略投票的
原因进行分析,证明了一种防策略投票的投票规则的存在性,并且在此投票规则下对涉及公
共财富分配的一类投票问题可以实现公平的结果。
关键词:投票悖论,偏好强度,策略投票,防策略投票,公平的投票规则
1.引言
在普遍的意义上任何一种民主的投票选举都需要一个公平的规则。这些规则可能包括:
每个投票人可以按自己的意愿投票,选举程序对各个备选方案是公平的,选举结果是由所有
投票人的投票计算出来的而不是由某个独裁者决定等等。对投票问题的研究可以追溯到中世
纪的学者Roman Lull和Nuolas Cusanus,并发展形成了如今社会选择理论的体系
[1
,
2
,
3]
。怎 样
由每个个体的意愿集结为社会意愿是社会选择理论研究的主要问题,然而关于这个问题的主
要结论都是否定性的,一系列不可能定理构成了社会选择理论的框架。
社会福利函数(SWF)定义了个体意愿向一种社会状态映射的函数关系。Arrow 不可能
定理指出:当备选方案多于两个时,不存在一种社会福利函数同时满足以下条件:①理性条
件②无约束域条件③Pareto 准则④无关方案独立性条件⑤非独裁性条件。
现代社会选择理论的基础是序数效用论。序数效用论认为个体的行为可以用偏好解释,
而作为主观的偏好无法用准确的数字加以表达。例如,如果个体在
X
和
Y
之间选择了
X
,
那么他就偏好
X
胜过
Y
(或者
Y
X
≥ )。这样可以避免对
X
和
Y
的具体效用数值进行测度。
然而既然序数效用论否认了对效用人际比较的可能,为什么对个人的偏好就可以比较和集结
成为社会偏好?从这一点看来,社会选择不可能定理的出现是必然的。
策略投票是指投票人通过在投票中谎报自己的真实偏好,使投票结果发生有利于自己的
变化。人们很早就注意到这种‘策略行为’在投票选举中的存在。投票选举理论的奠基人
Dodgson经过大量对比研究认为:投票程序的可操纵性和投票人策略投票的行为是普遍存在
的。在Arrow不可能定理的基础上,Gibbard (1973) 和 Satterthwaite (1975) 提出了Gibbard-
-Satterthwaite防策略投票不可能定理,从理论上证明策略投票的必然性。之后的很多研究者
对防策略投票问题进行了研究
[6
,
7
,
8]
。
博弈论中普遍采用诺依曼─摩根斯坦(vN-M)模型来描述博
弈中各方的收益,这是一
- 1 -
http://www.paper.edu.cn
种基数效用的方法。对于涉及不确定性的个体偏好集结问题,Harsanyi (1955) 提出一种基于
vN-M体系的分析方法,Broome (1982,1991), Sen (1976, 1986),Weymark (1993,1995)等从不
同侧面发展了Harsanyi的理论,形成与Arrow体系并列的另一种个体偏好集结体系。偏好强
度的概念用于表示个体(或群体)对两个方案之间差别大小的度量。在Harsanyi的方法中个
体对方案的偏好由期望效用所度量,因此偏好强度可以用具体的数值表示。Harvey (1999),
Hild and et al.(1998) 等都讨论了个体偏好集结过程中对偏好强度的处理方法。
然而,在个体的序数偏好的集结过程中同样涉及偏好强度。它包含两个方面:不同个体
对同样的两个方案的偏好强度,同一个体对不同的两组方案的偏好强度。只有对上述两种偏
好强度准确设定才可能对不同的个体偏好进行比较和集结。
设想由3人组成的委员会对两个备选方案
、A
B
进行表决,其中两人认为
B
A f (符号
表示优于关系),一人认为f A
B
f 。那么只有假定三个人的偏好强度相同,我们才能认为
群体偏好是
B
A f ,否则个体偏好之间就无法比较与集结。
当备选方案多于两个时,就涉及个体对不同的两组方案的偏好强度。设想委员会中的一
人对三个备选方案
、A
B
、C 的偏好是 和 ,如果两者的偏好强度相同,他对
、
CA f CB f
A
B
的偏好排序应该是两者无差异。如果两者的偏好强度不同,例如 的偏好强度
更大,那么他将认为
CA f
B
A f 。
虽然 Arrow 社会福利函数体系下并没有偏好强度的定义,但在 Arrow 体系中将个体偏
好集结为社会偏好这一过程隐含了两个关于偏好强度的假设:1. 不同个体之间偏好强度相
同;2. 同一个体对不同方案进行两两比较的偏好强度相同。
假设 1 显然是合理的,它体现了投票人之间相对平等的关系,并且只有这样人际间的比
较才有意义。然而假设 2 却是不合理的,它将导致个体偏好不满足传递性。
设想某个体对三个备选方案
、A
B
、C 的偏好排序是 ,它实际上包含三个
两两比较的排序
CBA ff
B
A f , 和 。由于无关方案独立性条件,在 Arrow 社会福利
函数体系下
CB f CA f
B
A f , 和 的偏好强度被认为是相同的。但是既然 和
的偏好强度相同,结果应该是 与
CB f CA f CB f
CA f A
B
无差异,这与
B
A f 相矛盾。我们称这种矛盾
为偏好强度悖论:由于混淆了偏好排序中不同方案之间的偏好强度,导致偏好排序实际上不
满足传递性。
在以下内容中我们将证明偏好强度悖论是 Condorcet 悖论(或投票悖论)产生的原因,
在放弃无关方案独立性条件的情况下,存在一种由个体偏好集结为社会偏好的社会福利函
数,满足:1 理性条件,2 Pareto 准则,3 无约束域条件,4 非独裁性条件。在第三节中对
投票人的策略投票行为的原因进行分析,指出偏好强度悖论、‘胜者全得’的投票规则、备
选方案的不公平都是策略投票的原因,并证明了一种防策略投票的投票规则的存在性。一类
有代表性的投票选举问题是对公共财富的分配,在第四节中提出一种公平的投票规则使这类
选举获得公平结果。
2.偏好强度悖论
令备选方案的集合表示为 ,},,,{ LCBAX = },,3,2,1{ nN L
=
表示 个投票人的集n
- 2 -
http://www.paper.edu.cn
合。偏好关系
P
(强序)与
I
(弱序)是定义在
X
上的二元关系,分别表示‘优于’关系
和‘无差异’关系,用符号
和~表示。 f
例 1:在 Condorcet 投票规则下,三个投票人
x
, , 对三种备选方案 ,y z A
B
,C 进行投
票,他们的投票偏好如下:
BAC
ACB
CBA
Preference
z
y
x
Voters
ff
ff
ff
(1)
对备选方案两两比较,在两两比较中战胜所有对手的备选方案被称作 Condorcet 胜者。
如果 Condorcet 胜者存在,它就是 Condorcet 规则下投票的胜者。在这个例子中,在
和A
B
的比较中 获胜,因为A
x
和 认为z
B
A f ,而只有 认为y A
B
f 。但同样地,在
B
和 的
比较中
C
B
获胜,在C 和 的比较中 获胜。这里明显地存在一个循环而无法选择出获胜的
方案,这被称为多数票循环,或投票悖论。
A C
传递性是个体理性的必要条件。如果某人对三个方案的排序是
B
A f 和 ,那么
他必然应当认为
,否则他的逻辑就无法合理地解释。但是投票悖论表明群体或社会
的选择不具有传递性的性质。
CB f
CA f
只有给定个体偏好的强度,偏好在个体间才能比较或叠加。除独裁的投票规则外几乎所
有投票规则都对不同的个体偏好赋予相同的强度,这体现了投票人之间平等的关系。然而,
当备选方案数多于两个时,同一投票人的偏好排序中也存在不同的偏好强度。在例 1 中,投
票人
x
的偏好包括
B
A f , 和 ,如果我们认为 和 的偏好强度相
同,结果应该是
~
CB f CA f CA f CB f
A
B
,这与
B
A f 相矛盾。这种偏好强度悖论使 Condorcet 规则下的个体
偏好实际上已经不满足传递性,因此群体偏好也将不满足传递性,这正是投票悖论产生的原
因。
下面我们将证明在设定合理的偏好强度情况下,投票悖论将不会发生。在例 1 中,对于
投票人
x
的偏好 ,如果设定CBA ff
B
A f 和 的偏好强度为 1,而 的偏好
强度为 2,这样三个投票人偏好集结的结果将是
,多数票循环没有发生。
CB f CA f
CBA ~~
在个体偏好满足某些特定分布的情况下投票悖论没有产生,这是因为对偏好强度的混淆
恰好相互抵消。
例 2:在 Condorcet 规则下,对于三个备选方案
,A
B
, ,两个投票人的偏好如下, C
ABC
CBA
Preference
y
x
Voters
ff
ff
→ (2)
CBA
PreferenceGroup
~~
按 Condorcet 规则得出的社会偏好是
,投票悖论并未产生。原因在于虽然每
个投票人的偏好强度被混淆,但在人际偏好的比较过程中,相互矛盾的偏好强度恰好抵消。
CBA ~~
在两个备选方案的投票中,由于不涉及偏好传递性,因此不存在偏好强度悖论。但备选
方案多于两个时,在已往的任何投票规则下偏好强度悖论普遍存在于偏好集结函数中。简单
- 3 -
剩余10页未读,继续阅读
资源评论
weixin_38666208
- 粉丝: 18
- 资源: 934
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功